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Matrix : faire interagir un ordinateur et un cerveau

Cet article est le 8 de 10 dans la série Rêver du futur avec la Science-fiction

Sorti en 1999, Matrix a marqué son époque et le cinéma de science-fiction. Questionnant ce que nous percevons être la réalité, le film met l’allégorie de l’ordinateur, du réseau et du virtuel au centre de son récit. On découvre ainsi une humanité directement connecté aux ordinateurs par une prise à la base du coup. Il faut se souvenir que c’était le début des mondes virtuels grand public et des commandes par capteur de mouvement. Mais quand est-il actuellement ? Quel futur se dessine ? Est-il possible de relier notre cerveau à un ordinateur ou à une machine ? Aurons-nous tous des implants cérébraux demain ?

Mesurer

Dans un premier temps, il est important de se demander comment détecter et mesurer l’activité cérébrale. Pour cela, on utilise l’électroencéphalogramme ou EEG. Cette méthode a été inventée en 1875 par le médecin britannique Richard Caton. Il s’agit de poser des électrodes sur la tête d’une personne et d’ainsi mesurer l’activité électrique du cerveau. Quand un neurone reçoit un message, un flux de particules chargé électriquement apparait le long de la membrane cellulaire. Celui crée un courant électrique. Si ce courant est trop faible pour être détecté, l’activation d’une centaine de neurone est détectable. Cette activation est détectable par des électrodes. L’EEG étant mesuré par de simple électrode, il s’agit d’un examen non invasif et indolore.

Néanmoins les casques d’électrodes sont souvent assez cher et nécessite de mettre un gel ou une patte pour permettre une conductivité électrique à travers les cheveux. Ces contraintes limitent les usages grand-publiques de ce système. Depuis quelques années, des casques moins cher et ne nécessitant pas d’appliquer un gel. Ce type de casque coûte encore une centaine d’euros et s’ils promettent de nombreuses applications (que nous verrons plus loin dans cet article), ils ne sont pas encore très rependus.

Apprendre

Depuis les années 1970, la mesure d’EEG a permis de développer des thérapies appeler neurofeedback. L’EEG permet de détecter des mouvements, des émotions, du stress… Il est alors possible d’associer une émotion, du stress… à un son ou une image. La personne devra alors modifié le son ou l’image en tentant de contrôler son cerveau. Le son ou l’image servant de médiateur pour visualiser les changements d’activités cérébrales. Cet apprentissage et entrainement peut permettre par la suite de réguler son stress, ses émotions, des états dépressifs…

expérience interactive avec casque EEG (conception - alexis chazard) (cc by Digitalarti)
expérience interactive avec casque EEG (conception – alexis chazard) (cc by
Digitalarti)

Mais il est important de se souvenir que le cortex humain est très replié, ce qui donne l’aspect spécifique du cerveau. Ces replis sont spécifiques à chaque individu comme une empreinte digitale. Ainsi même des vrais jumeaux partageant le même ADN n’auront pas un cerveau identique. Du coup si on veut mesurer l’activité de neurones précis, c’est assez compliqué. Ce type de mesure est nécessaire quand on veut donner différents « ordres » à l’ordinateur. Il est alors nécessaire de passer une phase de calibration du casque et de l’ordinateur relié pour s’adapter à l’utilisateur et son cerveau.

De plus, les neurones ne sont pas activé que sur une tâche particulière et un neurone particulier (et encore plus une zone) aura un rôle dans diverse commande. Les électrodes reçoivent énormément d’information qui doivent être triés par l’ordinateur pour déclencher l’ordre au bon moment. Toutes ces contraintes font que pour l’instant un usage grand public sur des tâches complexes et variées est peu probable dans un futur proche.

Utiliser

Malgré ses difficultés, un certain nombre de possibilité existe déjà ou semble à porter de la main. Et c’est dans le domaine médical que les progrès sont le plus attendus. Lors du match d’ouverture de la coupe du monde, il a été fait une démonstration d’un exosquelette permettant à un paraplégique de frapper dans le ballon. Si c’est prometteur, ce type d’exosquelette est encore très lourd limitant leurs avantages pour redonner de la mobilité. Et pour pouvoir être précis, à l’heure actuelle, il est nécessaire de placer les électrodes directement en contact avec le cerveau (et c’est donc un processus invasif). L’objectif est également d’avoir des casques et des algorithmes plus performant permettant ainsi la possibilité de mouvement fin. Un autre objectif important et de pouvoir donner des informations/sensations directement au cerveau ce qui est également important pour avoir un mouvement fin mais aussi pour une meilleure expérience pour la personne.

Plus facile à réaliser, il existe déjà des prothèses de jambes et de bras/main contrôlé par le cerveau. Elles sont un peu plus simple puisque la connexion entre la prothèse et le cerveau s’effectue au niveau du nerf moteur du membre remplacé (il n’y a donc pas de lésion au niveau de la moelle épinière). Si ces prothèses sont prometteuses, elles sont encore très chères limitant leur accès. Pour l’instant, elles nécessitent la mise en place de l’interface ordinateur/neurones de façon chirurgicale.

En dehors des applications strictement médicales, d’autres applications sont développées. Tout d’abord par l’armée américaine via le DARPA qui a développé très récemment un système de pilotage d’un chasseur contrôlé par la pensée pour une femme paraplégique. Cette même personne a des électrodes dans le cortex moteur gauche. Elle a ainsi pu contrôler un bras robotique dès 2012. Pour un publique plus large, la possibilité d’avoir des jeux vidéo plus immersifs en contrôlant son avatar via un casque EEG est présentée ainsi que la possibilité de contrôler sa maison via la domotique. Mais la seule application vraiment existante est un casque avec des oreilles “de chat” qui bougent selon l’humeur. La même firme fait également des queues de chien qui remue selon l’humeur ou une possibilité d’ajouter sur une carte ses humeurs.

Si nous sommes loin d’être dans Matrix avec un branchement de notre cerveau, le développement de technologies permettant de relier nos cerveaux à des ordinateurs avancent et sont prometteuses. Néanmoins à l’heure actuelle, elles restent chères et limitées. Les recherches sont limitées par le coup de développement et le faible nombre de test possible.

Pour revenir au film en lui-même, il est devenu un classique de la SF. Son imagerie ayant fortement influencé les films qui l’on suivit dans ce genre, il fait maintenant assez classique. L’histoire étant très orienté sur l’action, les fondements philosophiques de l’histoire ne sont pas forcément très simples à comprendre et le film donne lieu à de nombreuses interprétations.

Pour aller plus loin :

La conférence TED de Miguel Nicolelis sur un singe contrôlant un robot par la pensée
La conférence TED de Tan Le sur un casque léger qui “lit” nos ondes cérébrales
Article d’allodocteur sur le coup d’envoi de la coupe du monde de football 2014
Le pearltree sur le sujet

Mise à jour du 28 septembre 2017

 

Note perso


La note des lecteurs :
5/5 (1)
Matrix , 1999
Réalisé par Lana Wachowski, Andy Wachowski
Avec Keanu Reeves, Laurence Fishburne, Carrie-Anne Moss …
Nationalité Américain
Durée 2h15
La bande annonce en VF

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